Arduino MQTT 直流能耗监测提示词范例

接手一套 Arduino Nano ESP32 直流能耗监测器。设备测量 12V 台架负载的
母线电压、电流、功率和累计电量，通过 Wi-Fi/MQTT 每秒发布一次遥测，
网络中断时继续本地积分，恢复后不重复计算也不伪造缺失采样。

1. 项目基线

控制板：Arduino Nano ESP32
传感器：INA219 高侧电流检测模块，I2C
被测对象：隔离的 12V 直流电子负载，最大电流不超过模块量程
采样：10Hz 原始采样，每秒发布均值、最小值、最大值和累计 Wh
网络：2.4GHz Wi-Fi，使用 ArduinoMqttClient 或项目固定版本
主题：lab/power/node-01/telemetry、status 和 command

Wi-Fi 与 MQTT 凭据从本地忽略配置或设备安全存储加载，不能写入仓库。
INA219 分流电阻和校准参数以模块实物与校准记录为准。

2. 数据链路

启动时读取持久化的累计电量和记录版本，校验失败则进入未校准状态，
不能静默清零后继续上报。以单调时钟计算相邻采样时间，使用实际 dt
积分 Wh，不能假设 loop 始终固定 100ms。

滤除 I2C 失败和明显越界值，但保留错误计数。连续三次失败后 telemetry
标记 INVALID，停止累计能量；有效采样恢复后重新建立积分起点，避免把
故障间隔算入电量。

MQTT 连接设置唯一 client ID、Last Will 和受控重连退避。遥测使用项目
允许的 QoS，每条消息带设备时间、序号和质量位。断网期间仅保存每分钟
聚合摘要，恢复后按序补发摘要；实时主题只发布当前状态。

3. 工程边界

- 不得测量市电或超过 INA219 模块额定值的电路；
- 不得把开发板 USB 地直接接入未知浮地或高压系统；
- 不得根据标称分流电阻宣称精度，必须与校准仪表比对；
- 不得在 MQTT 消息、日志或代码中泄露网络凭据；
- 不得因网络断开暂停采样，也不得无上限缓存每个原始点；
- 不得把 I2C 错误值参与功率和能量积分。

4. 验收

使用校准万用表和可调电子负载测试 0.1A、0.5A、1A、2A 四个工作点，
记录电压、电流和功率误差。连续运行 24 小时，并执行 Wi-Fi 断开 30 分钟、
MQTT Broker 重启、传感器断开和设备掉电恢复测试。

电流误差目标不超过校准后 ±2%，累计 Wh 不得因重启倒退或重复增加。
最终交付校准系数、积分算法、MQTT 协议、断网策略、24 小时统计和
电气安全边界。